微反应器内环酯类锂电池添加剂合成研究进展

锂电池电解液添加剂是一类在锂电池中用量不大,但对改善锂电池高低温性能,提高使用寿命和循环次数等方面发挥重要作用的高附加值电子化学品。随着锂电池等下游应用长期向好地发展,添加剂的需求量不断增长,但传统的釜式反应器由于传递性能不佳导致产品质量稳定性较差且污染严重。微反应器在微米尺度对流体有着高效分散和混合的优势,能显著提高生产效率、降低生产成本,在锂电池添加剂合成方面受到越来越广泛的关注。本文结合微反应器优异的传递性能,系统综述了微反应器在环酯类锂离子电池电解液添加剂合成中的应用进展,并对添加剂的微化工合成领域的研究方向进行了展望。

新型锂盐电解液添加剂研究进展

重点介绍了锂离子电池电解液中新型锂盐型添加剂电化学性质、正负极成膜的作用机理及研究现状。所述新型电解质锂盐主要包括:含氟磷酸类锂盐、亚胺类锂盐及其硼酸盐。最后对新型电解质锂盐型添加剂未来发展的趋势进行论述。

高性能磷酸铁锂电池补锂技术及机制

本工作采用正极磷酸铁锂(LiFePO_(4),LFP)搭配高容量石墨掺硅负极体系,以商业化富锂镍酸锂(Li_(2)NiO_(2),LNO)作为正极补锂添加剂,探究补锂技术对磷酸铁锂电池性能的影响及作用机制。通过对LNO的电化学性能、脱锂前后的结构组成与微观形貌变化进行测试与分析,发现LNO的不可逆容量可达212.1 mAh/g,而且脱锂后的LNO主要以仍具活性的Li_(0.63)Ni_(1.02)O_(2)形式存在。然后,将一定量的LNO添加至LFP正极浆料中制作成32 Ah软包电池,并进行容量、倍率、电化学阻抗和循环寿命等性能的测试与研究。结果表明:与基准组相比,添加质量分数3%的LNO补锂剂可以显著提升磷酸铁锂电池的性能,补锂组的能量密度和循环寿命分别提高4.9%和50%。此外,结合三电极测试方法,阐明了补锂技术对循环性能提升的作用机制。添加过量的正极补锂剂可促使部分活性锂预存于负极侧,在循环过程中进行缓慢释放,确保长期稳定的锂损失补偿,从而改善锂离子电池的循环寿命。该研究有助于推动正极补锂技术在储能电池中的应用,不仅为高性能磷酸铁锂电池的设计与开发提供理论和实验依据,也为硅基负极材料的商业化应用奠定基础。

添加剂对于炭阳极活性的影响

通过测定加入锂盐的预焙炭阳极的极化曲线 ,表明锂盐的存在降低了铝电解的阳极过电压 ;极化曲线的Tafel方程分析表明 ,锂盐增加了炭阳极在电解铝过程中的活性·通过浸渍锂盐的活性石墨阳极的极化曲线的测定表明阳极过电压的降低主要是反应过电压降低所致 ,气膜过电压的测定证明了锂盐能够改善阳极与电解质的湿润性 。

长寿命循环的磷酸铁锂电池及材料、工艺

利用预锂化技术以及预锂化材料(也称为补锂剂、预锂化添加剂)的富锂优势,将预锂化材料添加在磷酸铁锂(LFP)电池正极极片中,研制了磷酸铁锂方形铝壳51 Ah全电池,以及软包7 Ah全电池,并进行了循环寿命方面的测试和研究。利用以往经验分析了正极、负极等主材(比如磷酸铁锂、石墨、电解液配比、集流体、隔膜)到辅料(正、负极黏合剂,导电剂等)以及预锂化材料的特性和对电池寿命的影响,以化学反应方程式的形式分析了已经工业化的几种预锂化材料的补锂机理以及补锂容量值。试验结果表明,添加预锂化材料的7 Ah电池循环寿命在9000周,而没有添加预锂化材料的7 Ah电池的循环寿命在5300周,添加预锂化材料的7 Ah电池的循环性能明显优于未添加预锂化材料的电池,循环寿命提高了50%左右;能量效率方面:添加预锂化材料的7 Ah电池的常温25℃,0.2 C能量转化效率为96.74%,0.5 C能量转化效率为94.80%,1 C能量转化效率为92.67%,均高于未添加预锂化材料的7 Ah电池的能量转化效率。本研究有助于推动预锂化技术以及预锂化材料在磷酸铁锂长循环新型储能电池中的应用,为长寿命磷酸铁锂电池的设计研发提供实验依据。

碳酸亚乙烯酯的合成方法综述

碳酸亚乙烯酯(VC)是一种重要的锂离子电池电解液添加剂,主要用于磷酸铁锂电池和三元锂电池中,是目前使用量最大的电解液添加剂。本文综述了碳酸亚乙烯酯的合成方法并分析评价,展望了今后碳酸亚乙烯酯的合成研究方向。

滴流床式反应器合成氯代碳酸乙烯酯的研究

滴流床反应器是一种气-液-固三相催化反应器,气液并流向下或逆流而上的方式,借助固态催化剂床层,被绝大部分石油化工企业所运用,同时石油炼制、精细化学工程、环境治理工程、污水处理工程等项目应用也较为广泛。滴流床反应器在特殊领域以及特定需求的催化要求下有着无可替代的竞争优势。现有的氯代碳酸乙烯酯催化反应基本上为反应釜式反应器,对于光催化反应,由于光能量的损失,对内部反应影响较大,易形成过度化反应,进而影响产品的含量以及杂质数量。氯代碳酸乙烯酯是气液式反应,比较适合滴流床式反应装置,文章对滴流床式氯化反应进行了相关研究,通过不断改进实验方案,以得到最优实验效果。

硫酸乙烯酯的合成方法综述

硫酸乙烯酯是一种新型锂离子电池电解液添加剂。综述了目前已报道的硫酸乙烯酯及其关键中间体的合成方法,并对现有的合成方法进行初步分析评价,进一步展望了今后硫酸乙烯酯的合成研究方向。

六氟异丙醇的应用研究进展

六氟异丙醇是一种重要的含氟精细化学品。本文介绍了六氟异丙醇在新型制冷剂、电子材料、医药、农药和溶剂等行业的应用研究进展。

石墨/NCM523动力电池电解液的研究

在匹配传统电解液体系的情况下,LiNi1-x-yCoxMnyO2三元正极材料遇高压或高温环境易发生剧烈的结构变化和界面副反应。因此,开发适配的电解液体系是提高三元材料在锂离子动力电池中应用的有效方法。本研究选取了5种不同的电解液体系,考察其对以NCM523为三元正极、石墨为负极的软包电池的影响。结果发现,在1mol/L的LiPF6(EC∶EMC∶DEC∶PC=5∶10∶4∶1,质量比)电解液中加入适宜的含硫类添加剂及锂盐添加剂,石墨/NCM523动力电池能量密度达233.53Wh/kg,首次库伦效率为86.98%,55℃下搁置7d后容量恢复率达101.29%,常温和65℃下循环500次后容量保持率分别为95.42%和89.60%。而且在合理使用LiODFB添加剂的情况下,此电解液体系匹配石墨/NCM523动力电池的效果更佳。

减压精馏-熔融结晶分离1,3-丙烷磺内酯的研究

为了达到锂离子电池电解液添加剂的品质要求,在制备电子级1,3-丙烷磺内酯的过程中,采用了减压蒸馏-熔融结晶的提纯工艺。工业级1,3-丙烷磺内酯通过减压蒸馏,在135～145℃之间得到了纯度为99. 0%～99. 5%的粗产品,经熔融结晶精制后,产品纯度可达99. 9%以上。另研究发现,1,3-丙烷磺内酯粗产品的纯度只有达到99. 0%以上时,通过一次熔融结晶后的纯度才能达到99. 9%以上,且收率可达90%以上。